Kata Kunci: babbit, brone tahan aus, non logam tahan aus Ditulis oleh *uparni *et&o+ati aha&u pada 1%0-%200
Logam-logam nonferro dan paduannya tidak diproduksi secara besar-besaran seperti logam besi, tetapi cukup 2ital untuk kebutuhan industri karena memiliki sifat sifat yang tidak
ditemukan pada logam besi dan baja. ifat-sifat paduan logam nonferro adalah ! • %mampu dibentuk dengan baik
• %massa jenisn&a rendah
• %penghantar panas dan listrik &ang baik • %mempun&ai +arna &ang menarik
• %tahan karat
• %kekuatan dan kekakuann&a umumn&a lebih rendah dari pada logam ferro • %sukar dilas
1. Paduan aluminium (aluminium allo!
1aduan aluminium banyak dipakai dalam industri yang dapat dibagi dalam dua golongan utama!
a$ 3rought alloy! dibuat dengan jalan rooling, "paduan tempa$forming, drawing, forging dan press working.
b$ )asting alloy! dibuat berdasarkan pengecoran "paduan tuang$ 1aduan aluminium tempa mempunyai kekuatan mekanik yang tinggi mendekati baja.
1aduan ini dibedakan lagi berdasarkan! a. dapat di heat treatment
b. tak dapat di heat treatment
1aduan aluminum yang tak dapat di heat treatment yaitu 4l 5 Mn "*, Mn$ dan 4l 5 Mg Mn "+,6 Mg dan 7, Mn$, memiliki kekuatan mekanik yang tinggi, ductil, tahan korosi
dan dapat dilas.1aduan aluminium tuang merupakan paduan yang komplek dari aluminium dengan tembaga, nikel, besi, silikon dan unsur lain.
Duraluminium "dural$ adalah paduan 4l 5 )u 5 Mg, dimana Mg dapat ditambahkan
"meningkatkan kekuatan, dan ketahanan korosi$ dan begitu juga dengan penambahan i 8 #e.Komposisi ducal ! +,+-6,+ )u, diatas *,6 Mg, di atas * i,diatas * #e, dan diatas * Mn. 1aduan aluminium yang terdiri dari 9-*: i disebut silumin. 1aduan aluminium dengan "*7 5 * i 8 7,9 )u$ dan "9 -*7 i, 7, Mg 8 7,6 Mn$mempunyai sifat-sifat dapat dituang dengan baik dan tahan korosi serta ductile.
".Paduan Magne#ium
ifat-sifat mekanik magnesium terutama memiliki kekuatan tarik yang sangat rendah. &leh karena itu magnesium murni tidak dibuat dalam teknik.1aduan magnesium memiliki sifat-sifat mekanik yang lebih baik serta banyak digunakan 0nsur-unsur paduan dasar magnesium adalah aluminium, seng dan mangan.1enambahan 4; diatas **, meningkatkan kekerasan, kuat tarik dan fluidity "keenceran$ 1anambahan seng meningkatkan ductility "perpanjangan relatif dan castability "mampu tuang$ .
1enambahan 7,* 5 7,6 meningkatkan ketahanan korosi.1enambahan sedikit cerium,
'irconium dan baryllium dapat membuat struktur butir yang halus dan meningkatkan ductility dan tahan oksidasi pada peningkatan suhu.4da dua kelomnok besar magnesium paduan a$ 3rought alloy ! "7, 4l, *, 5 +,6 Mn $ dan " 5 : 4l, 7,/ <n 8 7,6 Mn$.b$ casting allay ! "6 5 4l, + 5 <n 8 7,6 Mn$ dan "9 4l, 7,/ <n 8 7,6 Mn$. $. Paduan Tem%aga
4da dua kelompok besar yaitu ! brass dan bron'e %rass "kuningan$ 1aduan tembaga dan seng dinamakan brass. 1enambahan sedikit timah, nikel, mangan, aluminium, dan unsur-unsur lain dalam paduan tembaga seng dapat mempartinggi kekerasan dan kekuatan serta tahan korosi "special 5 brass$.%ron'e "perunggu$ .
1aduan tembaga dan timah dengan penambahan sedikit aluminium, silikon, mangan, besi dan beryllium disebut bron'e.Dalam prakteknya yang paling banyak digunakan adalah perunggu
dengan +6 5 7 n.
3rought bron'e, terdiri dari paling tinggi / n dan casting bron'e lebih dari / n.pecial bron'e, yaitu paduan dengan dasar tembaga dicampur =i,4l, Mn, i, #e, %e dll.4luminium bron'e, terdiri dari : 5 ** 4l, mempunyai sifat-sifat mekanik yang tinggi dan tahan korosi
serta mudah dituang.
%ron'e dengan penambahan besi dan nikel memiliki kekuatan mekanik yang tinggi, tahan panas, digunakan untuk fitting dapur dan bagian-bagian mesin yang permukaannya
bersinggungan dengan metal, yaitu perunggu dengan penambahan seng.1hosphor bron'e terdiri dari 5 >6 )u, 6 n dan 7,+ 1, di gunakan untuk saringan kawat, koil dan pegas pelat.ilikon bron'e, memiliki sifat-sifat mekanik yang tinggi, tahan aus dan anti korosi dan
mudah dituang maupun dilas. %eryllium bron'e, memiliki sifat mekanik yang tinggi tahan koros, tahan aus dan ductil, daya hantar panas(listrik yang tinggi.Monel, komposisinya * )u, // =i, *,6 #e, 7,> dan 7,*+ ) sifat tertarik bagus dan ductil, tahan korosi dalam air lautan ;arutan kimia.
&. Paduan 'aan au# (an'i )ri*'ion allo!.
%ahan paduan tahan aus terutama digunakan untuk permukaan bantalan "bearing$.Logam bantalan harus memenuhi syarat, koefisien gesek antara poros dan bantalan harus serendah
mungkin mampu menahan panas akibat gesekan, tahan tekanan beban, dll. %eberapa logam bantalan !
• %babbit
• %brone tahan aus • %besi tuang tahan aus • %non logam tahan aus Ba%%i'
%abbit terdiri dari timah, antirron, timbal dan tembaga serta unsur lain yang memilliki sifat tahan aus. %ahan dasar babbit yang digunakan di industri adalah timbal atau logam lain
sebagai pengganti timah yang mahal.)alcium babbit terdiri dari ! 7,9-*,* )a dan 7,6 5 * =i
sisanya, adalah 1b. Bron+e 'aan au#
Digunakan untuk bantalan biasa dengan beban spesifik yang tinggi.
Be#i 'uang 'aan au#
)ocok untuk bantalan biasa yang bekerja dengan tekaran spesifik tinggi, tetapi
kecepatan(putaran dari poros rendah.Konposisinya ! ,+ 5 ,/ ), +,+ 5 +,: i, 7,/ 5 ),> Mn, dan memiliki struktur pearlit dengan sejumlah grafit normal "?% @ *7 5 ++>$,
Paduan 'i'anium ('i'anium, allo!
ebagai bahan teknik titanium banyak penggunaannya. Titanium adalah logam dengan warna putih keperak-perakan, titik lebur *//9A) dan masa jenisnya :,676 kg(dm Titanium tidak
murni(campuran dalam perdagangan dapat digolongkan.
• %unsur%unsur &ang membentuk interstisi larutan padat (solid solution ) 2 , /, dan 2 dan lain lain
• %nsur%unsur &ang membentuk substitusi larutan padat (e dan unsur% unsur logam lain ).ksigen dan nitrogen dengan persentase ke#il dalam titanium allo& dapat imengurangi du#tilit& se#ara drastis. 4andungan karbon dengan lebih dari 0,25 menurunkan du#tilit& dan kekuatan pukul dan titanium allo&. 6aduan titanium allo&.6aduan titanium terdiri dari 7anadium, molibden, #hrom, mangan,aluminium timah, besi dll.emiliki sifat%sifat mekanik &ang tinggi dengan rasa jenis &ang rendah, sangat tahan korosi, ban&ak digunakan dalam industri pesa+at terbang.
• Logam Non-erro !Non-errou" Metal# iala$ %eni" logam yang "ecara &imia'i tida& memili&i un"ur (e"i atau erro !e#) ole$ &arena itu logam %eni" ini di"e(ut "e(agai logam (u&an Be"i !non erro#*
Be(erapa dari %eni" logam ini tela$ di"e(ut&an dimana terma"u& logam yang (anya& dan umum diguna&an (ai& "ecara murni
maupun "e(agai un"ur paduan*
+engan "ema&in (er&em(angnya ilmu pengeta$uan dan te&nologi terutama dalam pengola$an (a$an logam) men%adi&an "emua
%eni" logam diguna&an "ecara lua" dengan (er(agai ala"an) mutu produ& yang "ema&in diting&at&an) &e(utu$an (er(agai peralatan pendu&ung te&nologi "erta &eter(ata"an dari &eter"ediaan (a$an-(a$an yang "ecara umum diguna&an dan lain-lain*
Logam non erro ini terdapat dalam (er(agai %eni" dan ma"ing-ma"ing memili&i "ifat dan &ara&teri"ti& yang (er(eda "ecara "pe"i,& antara logam yang "atu dengan logam yang lainnya* Ke(eragaman "ifat dan &ara&teri"ti& dari logam Non erro ini memung&in&an pema&aian "ecara lua" (ai& diguna&an "ecara
murni atau pun dipadu&an antara logam non ferro (a$&an dengan logam erro untu& mendapat&an "uatu "ifat yang (aru yang
(er(eda dari "ifat a"alnya* Untu& mengeta$ui macam-macam logam non ferro ini dapat di"e(ut&an "e(agai (eri&ut :
Lead) im(al) ima$ $itam) .lum(um !.(#
ima$ $itam "angat "angat luna&) lem(e& tetapi ulet) memili&i 'arna puti$ terang yang "angat %ela" terli$at pada pata$an atau peca$annya* ima$ /itam memili&i (erat %eni" !0# yang "angat tinggi yaitu 122)3 &g4dm5 dengan titi& cair 36789) diguna&an "e(agai i"olator anti radia"i Nuclear*
ima$ $itam diperole$ dari "enya'a .lum(um-Sulp$ur !.(S# yang di"e(ut Gelena; dengan &adar yang "angat &ecil*
.ro"e" pemurniannya dila&u&an dengan memana"&annya didalam
dapur tinggi) pro"e" pencairan untu& meng$ilang&an o<ide" "erta un"ur lainnya*
Selain untu& pema&aian "e(agai i"olator radia"i) ima$ $itam
diguna&an %uga "e(agai (a$an pelapi" pada (antalan luncur) (a$an tima$ pateri "erta "e(agai un"ur paduan dengan (a%a atau logam Non erro lainnya yang meng$a"il&an logam dengan "ifat ree 9utting atau yang di"e(ut "e(agai (a%a Otomat*
• =uote:
itanium !i#
itanium !i# memili&i 'arna puti$ &ela(u) "ifatnya yang &uat "eperti (a%a dan "ta(il $ingga temperature >??89) ta$an &oro"i dan memili&i
(erat %eni" !0# 1 >)@ &g4dm5*
itanium !i# diguna&an "e(agai un"ur pemurni pada (a%a "erta "e(agai (a$an paduan dengan Aluminium dan logam lainnya* itanium !i# memili&i titi& cair 2?89 dan &e&uatan tari& >7? N4mm6
"erta den"ita" @ *
itanium !i# tida& terma"u& logam (aru 'alaupun pengem(angannya (aru dila&u&an pada ta$un 2C>C) &arena "e(enarnya itanium !i# tela$ terdete&"i "e%a& ta$un 27DC dalam (entu& O<ide Silicon) &arena pengaru$ o<ygen ma&a pada "aat itu tida& memung&in&an untu& dila&u&an e<traction) dimana itanium !i# merupa&an (agian penting dari O<ygen) namun pada a&$irnya ditemu&an metoda pemurnian itanium !i# ini melalui pemana"an dengan 9ar(on dan 9lorine) &emudian dengan Magne"ium dan denganSodium pada "u$u pemana"an antara D??89 $ingga C??89 yang meng$a"il&an itanium etraclorite "e(agai produ& a'al dari itanium !i# yang "elan%utnya mengguna&an Magne"iumcloride atau Sodiumcloride*
Nic&el) Nic&olium !Ni#
Nic&el) Nic&olium merupa&an un"ur penting yang terdapat pada endapan tera& (umi yang (ia"anya tercampur dengan (i%i$ tem(aga* Ole$ &arena itu diperlu&an pro"e" pemi"a$an dan pemurnian dari (er(agai un"ur yang a&an merugi&an "ifat Nic&el ter"e(ut*
Bi%i$ Nic&el mengandung 6)@ Nic&el yang (ercampur (er"ama-"ama un"ur lain yang "e(agian (e"ar terdiri ata" (e"i dan "ilica "erta $ampir > em(aga dan "edi&it 9o(alt) Selenium) ellurium) Siler) .latinum dan Aurum* Sedang&an em(aga) (e"i dan Nicel (erada pada (i%i$ itu
"e(agai Sul,da*
Setela$ pro"e" penam(angan (i%i$ itu dipeca$ dan dila&u&an pemi"a$an dari (er(agai un"ur yang mengandung (atuan yang mengapung*
Kemudian "ul,de Nic&el dan Sul,de em(aga dipi"a$&an melalui pro"e" pengapungan*
.ro"e" (eri&utnya iala$ pemanggangan Sul,de Nicel untu& menggera&an Sulp$ur) "elan%utnya dituang&an &edalam (e%ana) untu& "eln%utnya dila&u&an pemurnian melalui pro"e" o<ida"i "e(agaimana dalam pro"e" Be""emer dalam pemurnian (a%a* +ari pro"e" ini a&an diperole$ >D Nic&el dan 67 em(aga* Selan%utnya dipana"&an (er"ama Sodium Sulfat dengan pemana"an &o&a" untu& memperole$ larutan em(aga Nic&el dan Sul,de Be"i) &emudian dituang&an &edalam ladle untu& dila&u&an pemadatan) Selama pendinginan em(aga dan Sodium mengapung &eata" dan &eti&a ter%adi pemadatan Nic&el dan em(aga a&an terpi"a$ ole$ tiupan
atau pemu&ulan*
.ro"e" pemurnian lan%ut dila&u&an dengan electroli"a dengan terle(i$ da$ulu di"inter "e$ingga (er(entu& Bri&et) atau dapat %uga dengan pro"e" Fcar(onil %i&a tre"edia cu&up daya li"tri& dimana "er(u& Nic&el dipanggang untu& men$ilang&an "i"a-"i"a Sulp$ur dan Be"i &emudian
diredu&"i ole$ /ydrogen*
a&an ter(ang dan mem(entu& ga" Nic&el car(onil yang &emudian mencair &arena pengaru& 9ar(onmono<ide "erta a&an mengalir melalui &ulit endapan Nic&el*
.ema&aian Nic&el
Secara &omer"ial Nic&el (anya& diguna&an "ecara murni terutama untu& peralatan-peralatan yang menuntut &eta$anan &oro"i yang tinggi) "eperti peralatan dalam indu"tri ma&anan ) indu"tri &imia) o(at-o(atan "erta peralatan &e"e$atan) indu"tri petroleum dan lain-lain* Nic&el dapat di(entu& melalui pro"e" pana" maupun dingin) memili&i "ifat mampu tempa) mampu me"in dengan pemotong /SS* +apat di&er%a&an dengan 9upping) +ra'ing) Spining) S'aging) Bending) dan orming* .enyam(ungan dapat dila&u&an dengan pengela"an) penyolderan) BraHing dan elding*
• =uote:
ima$ puti$) in) Stannum !Sn#
ima$ puti$) in) Stannum !Sn# iala$ logam yang (er'arna puti$ meng&ilap) "angat lem(e& dengan titi& cair yang renda$ ya&ni 63689* Logam ini memili&i "ifat &eta$anan &oro"i yang tinggi "e$ingga (anya& diguna&an "e(agai (a$an pelapi" pada plat (a%a) diguna&an "e(agai &ema"an pada (er(agai produ& ma&anan &arena ima$ puti$ ini "angat
ta$an ter$adap a"am (ua$ dan Juice*
ung"i &egunaan yang lain iala$ "e(agai (a$an pelapi" pada (antalan luncur "erta "e(agai un"ur paduan pada (a$an-(a$an yang memili&i
titi& cair renda$*
ima$ puti$) in) Stannum !Sn# paling (anya& diguna&an "e(agai tima$ pateri "erta paduan pada logam-logam (antalan "eperti BronHe" dan gunmetal atau ditam(a$&an "edi&it pada paduan em(aga Seng !Kuningan) Bra""e"# untu& memperole$ &eta$anan &oro"i* ima$ puti$) in) Stannum !Sn# dipro"e" dari (i%i$ tima$ !in"tone#) e<trac"inya dila&u&an melalui pencairan dengan temperature tinggi "e$ingga tima$ dapat mengalir &eluar dari (er(agai un"ur pengi&atnya*
•
Seng) incum !n#
Seng) incum !n# iala$ logam yang (er'arna puti$ &e(iruan memili&i titi& cair >2C89) "angat luna& dan lem(e& tetapi a&an men%adi rapu$ &eti&a dila&u&an pem(entu&an dengan
temperature penger%aan antara 2??89 "ampai 2@?89 tetapi
"ampai temperature ini ma"i$ (ai& dan muda$ untu& di&er%a&an* Seng memili&i "ifat ta$an ter$adap &oro"i "e$ingga (anya&
diguna&an dalam pelapi"an plat (a%a "e(agai pelindung (a%a ter"e(ut dari pengaru$ gangguan &oro"i) "elain itu Seng %uga diguna&an "e(agai un"ur paduan dan "e(agai (a$an da"ar paduan logam yang di(entu& melalui pengecoran*
Se&alipun Seng merupa&an (a$an yang lem(e& a&an tetapi peranannya "angat penting "e&ali "e(agai "ala$ "atu (a$an e&ni& yang memil&i (er(agai &eunggulan) (ai& diguna&an "e(agai (a$an pelapi" pada (a%a yang ta$an ter$adap &oro"i)
mi"alnya untu& atap (angunan) dinding "erta container yang %uga $aru" ta$an ter$adap pengaru$ air dan udara "erta "erangga dan (inatang*
Seng %uga merupa&an un"ur paduan untu& (a$an pengecoran* Ba$an (a&u Seng adala$ Sul,da 9ar(onate) (ia"anya (erada (erde&atan dengan Lead atau ima$ /itam atau &adang-&adang %uga dengan Siler*
Kon"entrat (ia"anya dila&u&an dengan Gra,ta"i atau pengapungan*
.ro"e" produ&"i a'al dila&u&an dengan mengurangi &adar A"am "ulfat yang ter&andung pada O<ide Seng melalui penggarangan* Lang&a$ "elan%utnya iala$ mengguna&an "atu $ermal untu& meng$a"il&an penguapan "erta &onden"at) dari pro"e" ini a&an diperola$ 2 $ingga 6 Lead yang di&eta$ui "e(agai Spelter atau Seng &a"ar dengan CC)CC yang a&an dipro"e" lan%ut dengan cara ele&troli"a "erta pro"e" penggarangan) dan melalui pro"e" ini (i%i$ Seng a&an melarut didalam A"am Sulp$uric "e"uai dengan &e(utu$annya* .ro"e" (eri&utnya iala$ penggarangan agar un"ur
9ar(on (ercampur didalam Bri&et "e(elum pemana"an melalui pengolpera"ian didalam retor ertical "ecara 9ontinue*
Mangane"e !Mn#
Mangane"e !Mn# logam yang memili&i titi& cair 26?89 Un"ur Mangane"e !Mn# ini diperole$ melalui pro"e" redu&"i pada (i%i$ Mangane"e "e(agaimana pro"e" yang dila&u&an dalam
pem(uatan (a%a*
Mangane"e diguna&an pada $ampir "emua %eni" (a%a dan (e"i tuang "e(agai un"ur paduan &endati tida& meng$a"il&an
pengaru$ yang "igni,&an dalam memper(ai&i "ifat (a%a tetapi tida& (erpengaru$ (uru& &arena didalam (a%a memili&i
&andungan un"ur Sulp$ur*
+i"amping itu Mangane"e !Mn# merupa&an un"ur paduan pada Aluminium) Magne"ium) itanium dan Kuningan*
• •
9$romium !9r#
9$romium iala$ logam (er'arna &ela(u) "angat &era" dengan titi& cair yang tinggi ya&ni 2DC?89 ) 9$romium diperole$ dari un"ur 9$romite) yaitu "enya'a eO*9r6* Un"ur 9$romite !e6 9r6 ? # "erta 9rocoi"ite !.(9rO>#*
9$romium memili&i "ifat yang &era" "erta ta$an ter$adap &oro"i %i&a diguna&an "e(agai un"ur paduan pada (a%a dan (e"i tuang dan dengan penam(a$an un"ur Nic&el ma&a a&an diperole$ "ifat (a%a yang &era" dan ta$an pana" !/eat re"i"tance- Alloy#*
• =uote:
Aluminium !Al#
Aluminium iala$ logam yang (er'arna puti$ terang dan "angat meng&ilap dengan titi& cair ?89 "angat ta$an ter$adap pengaru$ Atmo"p$ere %uga (er"ifat electrical dan $ermal 9onductor dengan
&oe,"ien yang "angat tinggi*
Secara &omer"ial Aluminium memili&i ting&at &emurnian $ingga CC)C ) dan Aluminium non paduan &e&uatan tari&nya iala$ ? N4mm6 dan di&em(ang&an melalui pro"e" penger%aan dingin dapat diting&at&an "e"uai dengan &e(utu$annya $ingga 2>? N4mm6*
em(aga) 9opper) 9uprum !9u#
em(aga memil&i &e&uatan ari& 2@? N4mm6 "e(agai em(aga 9or dan dengan pro"e" penger%aan dingin &e&uatan tari& em(aga dapat diting&at&an $ingga 3C? N4mm6 demi&ian pula dengan ang&a &e&era"annya dimana em(aga 9or memili&i ang&a &e&era"an >@ /B dan mening&at $ingga C? /B melalui pro"e" penger%aan dingin) dengan demi&ian %uga a&an diperole$ "ifat em(aga yang ulet "erta dapat diperta$an&an 'alaupun dila&u&an pro"e" perla&uan pana" mi"alnya
dengan empering*
Sifat li"tri& dan "e(agai peng$antar pana" yang (ai& dari em(aga !Electrical and $ermal 9onductor# em(aga dan mendudu&i urutan &edua "etela$ Siler namun untu& ini em(aga diper"yarat&an memili&i &emurnian $ingga CC)C * Sala$ "atu "ifat yang (ai& dari tem(aga ini %uga adala$ &eta$anannya ter$adap &oro"i atmo"p$eric (a$&an %eni"
&oro"i yang lainnya*
• =uote:
Magne"ium !Mg#
Magne"ium iala$ logam yang (er'arna puti$ pera& dan "angat meng&ilap dengan titi& cair @289 yang dapat diguna&an "e(agai (a$an paduan ringan) "ifat dan &ara&teri"ti&nya "ama dengan Aluminium* O<id ,lm yang melapi"i permu&aan Magne"ium $anya cu&up melindunginya dari pengaru$ udara &ering) "edang&an udara lem(a( dengan Magne"ium memili&i &e&uatan tari& $ingga 22? N4mm6 dan
dapat diting&at&an melalui pro"e" pem(entu&an $ingga 6?? N4mm6* Magne"ium memil&i "ifat yang lem(ut 'alaupun dengan ela"ti"ita" yang renda$*
• =uote:
Antimony) Sti(ium !S(#
Antimony) Sti(ium !S(# iala$ logam yang (er'arna puti$ &ela(u terang) Antimony) Sti(ium memili&i titi& cair 3?89* Logam ini diperole$ dari mineral Sti(nite !S(6S3#) etra$ednite !9u3S(S3# dan amantinite !9u3S(S># dan dari &edua (a$an mineral inila$ Antimony) Sti(ium !S(# di(uat melalui penguapan) a&an tetapi &arena tida& mencu&upi ma&a terpa&"a dila&u&an e<trac"i pada